基于分布式發(fā)電輸出電流比例控制降低配電網(wǎng)損耗的方法研究

摘 要：本文針對(duì)簡(jiǎn)單放射狀配電網(wǎng)接入分布式電源后的主干線電流與電壓變化情況進(jìn)行了研究，討論了負(fù)荷均勻分布和非均勻分布兩種情況，建立了了電流與電壓變化的數(shù)學(xué)模型。并討論了當(dāng)分布式發(fā)電輸出電流與負(fù)荷電流存在實(shí)數(shù)k的比例關(guān)系時(shí)，電流的網(wǎng)損和電壓偏移變化情況，并給出了比例系數(shù)的求解方法。為進(jìn)一步研究如何控制分布式發(fā)電降低網(wǎng)絡(luò)損耗提供了研究基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；比例控制；網(wǎng)損

中圖分類號(hào)：TM741 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

本文嘗試以含分布式電源的低壓配電網(wǎng)為研究對(duì)象，研究通過(guò)控制分布式電源輸出電流對(duì)低壓配電網(wǎng)電壓、網(wǎng)損的影響規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型并提出控制分布式發(fā)電的方法，以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化。

1 簡(jiǎn)單系統(tǒng)分析

配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞治鍪歉鶕?jù)配電電氣元件的連接關(guān)系，把整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)看成線與點(diǎn)結(jié)合的拓?fù)鋱D，然后根據(jù)電源結(jié)點(diǎn)、開關(guān)結(jié)點(diǎn)等進(jìn)行整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溥B線分析。配電網(wǎng)的一次接線可采用樹干式接線、放射式接線及環(huán)網(wǎng)式等接線方式。為便于討論，本文以簡(jiǎn)單放射狀配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象。建立其配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如圖1所示：

1.1 負(fù)荷均勻分布

聯(lián)立方程（3）和方程（4），當(dāng)接入分布式電源后，電流表達(dá)式為：

（5）

1.2 負(fù)荷非均勻分布

（1）節(jié)點(diǎn)電壓

2 系統(tǒng)網(wǎng)損和電壓偏差

當(dāng)加入分布式電源后，配電的節(jié)點(diǎn)類型也隨之增加，增加的類型數(shù)取決于分布式電源的種類和接入方式。如有功功率恒定，電流恒定的PI節(jié)點(diǎn)；有功功率恒定，無(wú)功功率受有功功率和電壓限制的PQ（V）節(jié)點(diǎn)等。根據(jù)分布式電源接入配電網(wǎng)后的運(yùn)行特性，本文將接入配電網(wǎng)中的分布式電源視為有功功率恒定，無(wú)功功率受有功功率和電壓限制的PQ類型，并設(shè)定負(fù)荷只向系統(tǒng)發(fā)出能量，建立一個(gè)分布式發(fā)電接入處的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)模型如圖2。

對(duì)于包含N個(gè)節(jié)點(diǎn)的15kV配電網(wǎng)，當(dāng)接入分布式電源后，節(jié)點(diǎn)電壓會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)需要判定線路中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓偏移是否越限，只需計(jì)算出所有節(jié)點(diǎn)中最大的電壓偏移值，即：

當(dāng)，則可判定接入分布式電源符合標(biāo)準(zhǔn)

3 仿真分析

現(xiàn)假設(shè)于線路節(jié)點(diǎn)5處接入分布式發(fā)電，輸出電流值為 。如果分布式電源輸出電流和負(fù)荷電流之間存在比例實(shí)數(shù)k，使得當(dāng) 時(shí)，能夠減小系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗，那么根據(jù)公式（5）計(jì)算主干線兩相鄰節(jié)點(diǎn)間流過(guò)電流即能夠確定k值。

3.1 系統(tǒng)損耗

4 結(jié)論

本文總結(jié)了分布式電源接入配電網(wǎng)后對(duì)系統(tǒng)主干線電流和節(jié)點(diǎn)電壓的影響，通過(guò)分析負(fù)荷均勻分布和負(fù)荷非均勻分布兩種情況，推導(dǎo)了配電系統(tǒng)主干線電流和節(jié)點(diǎn)電壓表達(dá)式。并進(jìn)一步研究推導(dǎo)了通過(guò)控制分布式電源輸出電流與負(fù)荷電流比例以實(shí)現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)損耗的方法，并通過(guò)仿真運(yùn)算驗(yàn)證了推導(dǎo)結(jié)果。文中所提控制方法能有效地確定接入分布式發(fā)電的輸出電流與負(fù)荷電流的比例系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)損耗的運(yùn)行優(yōu)化目的，并為下一步繼續(xù)研究分布式電源接入復(fù)雜配電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)律提供了基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：

符勇軍（1991.10～），男，湖南懷化人，苗族，本科，研究方向：機(jī)械或者電子類。